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水利工程的起源范文1
關鍵詞:工程水利;資源水利;水利發展
Abstract: for the sustainable development of water resources is to provide security in the 21 st century the task of water conservancy. This paper briefly discusses the water conservancy project to water resources transformation is the inevitable result of social development rule. Through the analysis of water conservancy projects and resources in solving the problems of water resources of China water resources of the differences and relations, and the use of the water resources, some viewpoints.
Key words: water conservancy project; Water resources; Water conservancy development
中圖分類號: TV 文獻標識碼:A 文章編號:
一、工程水利與資源水利的聯系
工程水利與資源水利有著本質的區別,但也有內在聯系。第一,強調資源水利并不是可以不要水利工程, 或水利工程不重要, 資源水利并不排斥水利工程, 從工程水利到資源水利也不是從錯誤到正確的轉變,而是從較低層次轉到較高層次上來,工程水利是資源水利的基礎,資源水利是對工程水利的延伸和發展。從總體上看,我國的水利建設還很不夠,還遠不適應國民經濟和社會發展的需要。要使水利可持續發展,必須使水利工程更長久地發揮作用,而持續建設是水利工程在總體上可持續發展的首要條件。因此,提出和強調資源水利的目的,一是為了站在更宏觀的角度指導工程水利,使工程建設更好地為優化水資源配置、提高水資源利用率服務,二是解決僅靠工程措施解決不了的問題; 第二,中國面臨的水危機迫使水利工作要重視由工程水利到資源水利的轉變。一方面,社會經濟的快速發展對水利的要求更高,另一方面,水資源開發利用的成本也越來越高, 難度越來越大。在人口膨脹導致的生存與發展的壓力下,洪澇災害、干旱缺水和水環境惡化等問題單一依靠工程措施是無法解決的。如果再不加強對全社會日益增長、相互競爭的水資源及水環境需求進行科學管理,不注重水資源的優化配置、節約和保護,如果再不將水資源的開發、利用、保護與社會經濟發展緊密聯系,用全面的、聯系的和發展的眼光認識水問題,那么我們將難以應付水危機的挑戰。
二、從工程水利向資源水利轉變是水利發展的必然趨勢
水是人類生存和社會發展不可缺少的物質條件,沒有水就沒有人類社會。當人類進入20 世紀以來,工程水利的情況發生了巨大的變化,人口的急劇增長,經濟的發展和城市化的高速發展等因素對水資源帶來了巨大的變化和壓力:一是生產、生活用水量急劇增加,人們對水質要求的提高;二是城市集中供水量驟增,迅速超過地域供水能力的限度,城市缺水嚴重;三是生活廢水、工業污水迅速增長,特別是城市附近水域污染嚴重,使能夠有效利用的水資源量在不斷減少,生態環境也進一步遭到惡化。但是每一區域水資源總量是有限的,水資源短缺問題愈來愈突出。在這種情況下,光靠修建水利工程已經不能解決問題,修好的水庫可能無水來;打了井、開了渠,有可能提引不到水。這時,人們開始轉向水資源,開始重視和研究水資源問題;認識到必須從資源的開發、調配等方面來滿足人類社會發展進步對水資源的需求,所以,資源水利逐漸產生和發展起來。資源水利將逐漸取代工程水利,并逐漸在水利事中占據主導地位,這是社會發展的規律。三、采取措施,推動工程水利向資源水利的轉變
3.1深化水利體制改革,建立五大支撐體系
隨著市場經濟的發展,原有的生產關系及計劃經濟體制下形成的管理模式、管理體制,己嚴重制約著工程水利向資源水利轉變,必須盡快建立適應社會主義市場經濟體制的水利管理體制,提高生產力水平,加快資源、資金、技術等生產要素在更大范圍內的優化組合。圍繞五大支撐體系建設,深化水利體制改革。一是深化機構改革,強化水行政的政府行為和宏觀調控職能。重點強化經濟戰略研究、政策法規、科研教育、水利規劃、建設管理等相關機構的建設,以便更宏觀地、戰略地決策水利發展中的重大問題;二是深化流域機構改革,強化流域職能。其體制應該是與重新確立的職能相適應,以充分發揮流域機構的作用;三是深化水利事業單位改革,強化服務職能。按照水利產業化的要求,推進水利事業單位的改革。水利經濟體制改革的難點之一是水管單位,從某種意義上說,水管單位體制改革搞得好壞關系到水利經濟體制改革的成敗?,F在我們的水管單位都是事業單位,但全額撥款的幾乎沒有,差額也少的可憐,可以說處于半死不活的狀態。在改革中一方面將水管單位盡早全面推向市場,走企業化管理經營之路;另一方面,由于多數水管單位存有社會效益和生產經營雙重性的問題,對公益性部分,國家和地方應給予相應的補償;四是深化水利企業改革,把水利企業全面推向市場。從水利企業的實際出發,建立現代企業制度,真正把企業建成自主經營、自負盈虧、自我發展、自我約束的法人實體和市場競爭主體。要制定鼓勵政策,對流域的水資源實行滾動、梯級、綜合開發,通過綜合的配套改革和一系列措施,增強水利企業的活力,加快水利產業化進程。
3.2要加強對水資源的管理,完善水資源機構和隊伍建設
特別是在水資源的質與量的管理上,要實行統一的管理與保護。還必須從法規、機構和體制上作出努力,進一步推進水資源的統一管理。首先在各級政府部門要建立健全強有力的水資源管理機構,充實業務骨干,培訓現有工作人員,提升水利工作者的業務水平,以加強對資源水利各項業務工作能力的提高。于此同時,要建立和完善資源水利的科研與教育以及勘測設計等業務部門,制定這方面的計劃和具體的工作任務,從而推動資源水利的快速發展。
3.3強化產業建設,完善運行機制
從總體上說,當前水利行業尚未完全擺脫舊的計劃經濟模式,而且己嚴重阻礙著水利的發展。因此必須強化水利產業化建設,轉換運行機制,采取多種綜合有效措施,盡快建立起以責任、投資、管理、價格、保險等為重點的水利發展新機制,以加快水利基礎設施建設和水利基礎產業發展,使水利更好地為國民經濟和社會發展服務。一是建立嚴格的規劃、設計、投資、管理、經營等決策風險責任制。把經營管理者的責權利有機的結合起來,因決策失誤造成重大損失的應依法追究其責任;二是建立防洪保安和水資源統一管理機制,從根本上解決政出多門、各自為政和內部扯皮的問題,除害興利結合,開源節流并重;三是建立多元化、多渠道、多層次的投資機制。對于水利工程建設與管理要按照《水利產業政策》規定及市場經濟規律要求廣辟投入渠道,加強運行管理,提高經濟效益。對于既有公益性、又有經營性的綜合工程,走建設、管理、開發、經營、服務“五位一體”的路子;四是建立價格機制。
所以,工程水利向資源水利轉變是事物發展的必然規律,實現由工程水利到資源水利的轉變,是一個生產力發展的過程,是自然和社會發展規律的結果,是水利事業由一個階段發展到一個更高、更全面的階段。因此,工程水利向資源水利轉變是水利事業發展的必由之路。
參考文獻:
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水利工程的起源范文2
關鍵詞:水利工程; 概預算; 編制; 措施
水是地球萬物的起源,人類社會的發展和進步都離不開水資源。隨著科技水平的不斷提高,人們對可再生能源的利用能力也在不斷的提升,在國家的經濟及社會發展中水利工程的作用越來越突出。水利工程設計的領域非常廣泛,例如蓄水、調水、水利試用等等,同時其建設的過程也包括了很多方面的技術,例如水利、電力、土木工程等,是一個非常復雜的大工程。水利工程的概預算工作室水利工程施工過程中的一項非?;镜墓ぷ?,其決定著施工質量與工藝的標準,體現了整個項目的投資依據和向導,因此在整個項目中水利工程概預算的編制都有著非常重要的作用。
1. 水利工程概預算能夠有效地提高對施工的管理力度
在通常的水利項目施工過程之中,大多數企業都對施工流程以及施工現場的管理工作做到了一定的重視,但是對于施工工程所涉及到了成本以及施工人員及施工設備等因素沒有做好深入的了解,使得在施工的實際過程中出現超標的情況,沒能夠很好的控制施工成本。而水利工程的概預算工作就是圍繞施工過程的成本管理來進行的。通過對施工項目每個階段每個環節進行成本的調查與統計,進而確定整個工程投入的概預算。在確定概預算的過程之中,為了確保編制資料更加貼合實際,項目相關的施工設備和施工組織都將會被一一的進行審核,避免在成本環境有所改動時整個工程的投入不會有過大的差異,確保整個項目建設的穩定進行,減少不必要成本的投入。在以往水利工程項目的施工過程當中,如果沒有概預算明細對工作人員進行指導,在施工材料的采購及施工人員的工資結算及工程結算等方面往往會出現很多的紕漏,額外的支付了資金,使得企業的自身經濟效益收到損害。良好的態度對于水利工程概預算工作是非常必要的,因此概預算編制人員必須要有良好的職業道德和責任心,不斷的學習先進的技術,充實自身,提高自身的工作素質,使得概預算編制更加的合理和完善。
2. 水利工程的概預算能夠確保水利工程的質量
水利項目工程能夠建設實施的基本條件是工程的資金投入以及施工設備的投入。概預算編制工作就是統籌規劃這些因素,進而實現對于工程的成本及質量方面的管理。水利工程項目的管理工作主要表現為三個部分,一是水利工程項目質量管理;二是水利工程項目成本管理;三是水利工程項目的工期即工作進度管理。這三個部分相互作用成為水利工程項目建設的基本特征。水利工程項目的質量管理是整個工程的根本,它對整個區域內人員的財產安全都有著較大的影響。水利工程項目的成本管理,主要是為了使得企業能夠最大限度的獲得經濟效益,因此必須采取一系列有效的措施來控制成本的投入,盡可能的降低成本,提高效益比率。
對于水利工程項目的工期管理是組織的需求。施工組織在整個水利工程項目的管理工作中是非常重要的一部分內容,一個好的施工組織不僅能夠確保在規定的時間內交付工程同時還能夠確保工程的質量,這與企業在行業內的口碑風評是息息相關的。通過以上幾方面能夠看出,在水利工程項目施工的整個過程中,水利工程項目的質量管理、成本管理以及工期管理都是十分重要的,從施工的準備階段直到項目的竣工都起著非常重要的作用,因此在對概預算進行編制時必須要結合工程的實際情況,合理統籌這三個方面的實際需求,注意三者間的相互影響,確保概預算編制的科學性以及合理性,進而提高項目施工管理的水平以及工程的效益。
3. 水利工程的概預算能夠有效提高施工單位的綜合實力
在編制水利工程的概預算時,企業必須要深入的了解整個施工過程的各個階段及環節,同時參照企業自身的施工能力以及管理水平做出一定的分析。做這些工作的目的不僅僅是為了將企業的關注點由以往的施工技術及管理轉移到企業自身及行業環境上,同時更是一個對自身企業和競爭企業做到了解的過程。通過此工作,能夠進一步的找出自身企業的不足,看到其他企業的長處,進而完善自身企業,解決相關的問題,提高企業的綜合競爭實力,更好了在行業內發展。
綜上所述,做好水利工程概預算編制工作是高質量完成項目施工的前提條件,對于全過程施工成本控制和質量管理有著重要的意義。當前水利工程概預算編制水平的高低,直接與編制人員個人綜合素質和工作態度相關,通過系統的培訓和激勵,能夠有效的提高編制人員工作積極性和概預算編制水平的責任心,在掌握整體行業特點基礎上,進一步發揮個人的能力,從根本上擺脫以往水利工程概預算編制工作水平較低的局面?!?/p>
參考文獻
[1] 劉峰,朱小鷗. 水利工程概預算編制問題的探討[J]. 治淮. 2011(04)
水利工程的起源范文3
【關鍵詞】:水利工程;生態保護;層次分析法
中圖分類號: TV文獻標識碼:A 文章編號:
1 引言
近年來,隨著我國經濟社會的日新月異的發展,工業化水平和農業科技水平也有了較大的提升,隨之工業用水、社會用水和農業用水也不斷增加。中央政府和地方政府也提升了對水利事業的關注程度,加大了對水利工程的投資力度,加快興建水利事業,我國的水利事業有了很大的進步。但是水利工程建設在造福人類,促進經濟社會繁榮發展的同時,也給生態環境帶來了一定的負面影響。
我國不斷加大對大型水利工程的投入,建立了具有一定規模的水利基礎工程,水利事業得到迅速的發展。水利工程是人類社會利用現有的科技改變現有的水資源為己所用,在建設的過程中耗費了自然界大量的自然資源,同時也產生了大量的垃圾,如礦物廢棄物,固體廢棄物和水污染等。大型的水利工程是人類利用物質力量改變自然界,工程本身規模大、工程建設期長對區域生態環境所產生的影響也較大,對水利工程的本身進行風險分析也是水利工程得以實施的重要依據。
2 水利工程施工環境風險的內涵以及研究方法
水利工程施工環境風險是指水利工程在建設的過程中由于運用物質的力量改善地質地貌,改變水資源的分布的過程中耗費自然資源、能源而引發對自然資源、人類社會的消極后果。水利工程是合理的調配和重新分布大自然的水資源(包括地下水和地表水)來為人類社會服務,達到除害興利的目的,能夠帶來社會和經濟利益。我們在傳統上認為水利工程并不會對自然界造成污染。但水利工程的施工時間長,在施工過程中人類活動頻繁,不可避免的對周圍的生態環境造成一定的影響,帶來施工過程中的環境風險。
風險一詞起源于西方經濟學,近年來國內外學者專家對風險理論的深入不斷的研究,風險理論也不斷地得到擴展和延伸。出現許多風險評估和分析方法,并被廣泛應用到許多方面。主要的分析方法有:層次分析法(AHP)、風險綜合評價法、風險矩陣法,概率樹分析法、風險解析法、蒙特卡洛模擬法,專家調查法、灰色系統理論法,模糊分析方法,等。文章選擇運用層次分析法,構建層次分析模型,并以此為基礎對水利工程環境風險做綜合評價。
3 層析分析法簡介
層次分析法(AHP)20世紀70年代中期由美國運籌學家托馬斯•賽蒂(T.L.Saaty)正式提出。它是一種定性和定量相結合的、系統化、層次化的分析方法,在處理復雜的決策問題上的實用性和有效性,將復雜問題簡單明晰化。
4 水利工程環境影響因素分析
4.1人員環境衛生
大型水利工程施工時間長,工程量大,大量工作人員參與其中,進行施工和其他經營活動,如果施工條件和生活條件差,施工區域爆發流行病的幾率大大增加,對全體施工人員造成威脅。同時如果施工和生活區域產生工業和生活垃圾得不到有效的處理,將會對水利工程附近的生態環境產生巨大破壞。
4.2工程完工時的清場處理
因為在施工時需要建設一些基礎設施,不可避免的占用土地。一些樹林被砍伐嗎,植被遭到破壞。在施工方完成項目時,施工和生活區域的生態環境應給予適當的恢復,防止遺留下生態問題。
4.3突發事故處理
主要是承包商對突發安全事故的關注程度與處理能力,如岸堤坍塌發生火災等。
4.4對動植物的影響
水利工程在建設的過程中改變了原有土地的用途,打破了原有生物平衡,大面積的植被被破壞,原有區域的生物穩定性被打破。工程建成后,會抬高水位,大面積的植被被淹沒,植物生長的溫度和大氣濕度會有所改變,原有一些珍稀植物物種的生長環境會遭到破壞,甚至滅絕。
在建設的過程中由于技術方面或者管理的疏忽易產生固體垃廢料,破壞了野生動物的棲息環境,機器運作過程中所產生的噪音也易對野生動物的生活產生影響。大面積的土地被淹沒,使得野生動物無法跨越,部分野生動物的棲息地會發生阻斷,會使族群之間的交流和繁衍遭受困難。
4.5對地質環境的影響
在水利工程的建設過程中, 會改變原有的地質形態和天然結構。從而產生地質環境問題。在建設的過程中,出于施工的需要,大量的樹木植被會被砍伐,造成一定的水土流失。開鑿巖石時,巖土剝離后會加速風化,同時如處理不當會出現滑坡的可能性。
4.6生態移民問題
在大型的水利工程的建設過程中,移民投資占到工程總投資很大的一部分,成為了大型水利工程建設中突出的問題。由于水平面被提高,大面積陸地和村莊被淹,村民被迫遷出,人們被迫離開自己的家鄉。現在解決移民的方式多是外遷,但是由于原有居住地和遷移地區的差異,以及移民自身的生存和適應能力的問題的差異,不可避免的產生一系列的社會問題。
5 水利工程環境評價指標體系
根據水利工程的特點,建議評價指標體系,環境評價指標體系如下:
利用yaahp軟件,將水利工程環境指標設置為6個方面:環境衛生B1、完工清場處理B2、突發事故處理B3、動植物的影響B4、地質環境英語B5、移民問題B6,從這六個方面來分析水利工程環境,運用yaahp軟件構造模型,如下圖所示:
圖一:水利工程環境風險評價指標體系
按照層次發,組織相關專家給予影響水利工程環境的影響因子打分,根據軟件得各層風險矩陣:
圖表一:環境風險A的判斷矩陣
由軟件計算得出,判斷矩陣最大特征值Kmax= 6.5738, 隨機性指標CR=1.00,一致性指標CI= 0.0911 因為CI/ CR= 0.0911 3< 0.1因此可以認為判斷矩陣A 的一致性達到了要求。
有圖表征值我們可以看出個風險要素的重要性排列如下:B4>B5>B3>B1>B2>B6,大型水利工程修改的過程中動植物的影響需要考慮,較為重要,而移民因素不是很重要。
6 結論
大型的水利工程通常會對相關地域的經濟和生態環境產生影響,用層次分析法對水利工程環境的影響因素進行分析,并對影響因素給予排序,為建設水利工程過程中進行生態保護提供了相關的依據,指明了在生態環境保護中的重點,努力將水利工程的環境風險降到最低。
7 參考文獻
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水利工程的起源范文4
關鍵詞:水利工程;勘察;BIM技術
BIM技術指的是一種三維模擬技術,它通過所獲得的數據信息,協同技術人員完成各項數字化處理工作。其作為新時期下的一種新型技術,已在水利工程勘察工作中得到了迅速的推廣與應用,并得到了業內人士的一致好評。另外,BIM技術是一款具有勘察、設計、管理等功能的數字化模擬軟件,能夠提高工程項目的建設效率和建設質量,進而實現不同數據信息之間的共享和交流。
1.BIM技術的概念
BIM是英文“BuildingInformationModeling”的縮寫,漢譯為建筑信息模型,BIM技術起源于美國,其在國外基礎設施建設中取得了巨大的成就,而在我國,BIM技術最早由香港引入?,F在,隨著人們對BIM技術認識的不斷深入,對BIM技術的重視程度已經上升到了國家層面。但是,BIM技術并非僅僅指的是單純的三維模型,也不是某一種建筑軟件,它是一種既高效又快速的工作方法。BIM技術是將工程項目在建設過程中的數據信息轉化成三維可視化模型,并貫穿到工程項目的勘察、設計、建設以及運維整個工程項目的周期。盡管BIM技術越來越受業內人士的青睞與喜愛,但卻在工程勘察中的應用較為少見??辈熳鳛樗こ添椖拷ㄔO中的一個重要環節,萬丈高樓平地起,缺了勘察可不行。因此,BIM技術在工程勘察中應用早已勢在必得。
2.水利工程勘察中BIM技術應用的優勢和特點
2.1BIM技術應用優勢
(1)提高勘察工作的質量和效率。BIM技術應用于工程項目的勘察階段,可以提高勘察工作的質量和效率。BIM在勘察工作中的應用需要體現3D/4D的應用優勢,并不斷優化勘察設計方案,避免勘察現場無法監管現象的產生,進而自動完成勘察工作。另外,還促進了勘察工作的細致化與標準化,對現場資源的配置與管理都具有很大的優勢,實現機械設備、施工人員在不同施工環節中的合理調配。(2)促進勘察工作的有序化管理。BIM技術在工程項目中的應用,使整個勘察過程變得更加有序化,保證了各生產環節之間的高效運轉以及勘察工作在計劃內完成。另外,BIM技術讓勘察工作更加透明。近些年來,由于勘察工作的監管不嚴導致的工期被延誤的現象早已屢見不鮮。不過BIM技術巧妙地解決了這一問題,也為高質量和高效率地完成勘察工作奠定了堅實的基礎和最準確的信息資料,這對工程項目的安全運營來說是最基本的保障。
2.2特點
(1)三維設計??筛鶕?D模型自動生成各類圖形與文檔,并與邏輯模型緊密聯系,當邏輯模型發生改變時,與之相應的圖形和文檔也會產生改變,而勘察工作中所創建的對象出現變化時,與之相關聯的對象也會有變化。(2)信息共享。共享勘察工作信息,各環節工作人員從BIM系統中獲取所需要的參數和信息,無需再錄入數據,避免數據信息的錯誤和冗余。(3)協同合作。如果勘察階段的某個數據信息被修改,其他專業中的數據信息隨著也相應變化和更新。
3.水利工程勘察中BIM技術應用現狀
BIM技術在我國經過十多年的發展,已在眾多工程行業領域中得到了廣泛應用,目前已經形成了一套較為完善的體系,但體現在具體的應用過程中依然存在著數據信息表達不準確、專業之間不協調以及資源配置碰撞等的“不完美”的現象。而在水利工程項目中,業內人對在工程項目建設過程中產生的各類數據信息的準確性要求越來越高,這種“不完美”與“高要求”之間的矛盾,則成為了促進水利工程項目勘察設計工作不斷向前發展的主要推手。因而,BIM技術在水利工程行業領域中實現了迅速的推廣與應用,促使大部分的勘察設計人員也正在逐漸使用BIM技術,促進工程勘察工作的順利開展。BIM技術是在三維數字模型的基礎之上,搭建和完成工程項目各個施工接單數據信息的工程模型。比如在水利工程項目中,監理方、業主方、管理人員以及利益相關者通過三維數字模型插入和提取、更新和瀏覽各類數據信息,以此正確反映各自職責范圍內的作業內容。水利工程項目是與機電安裝為一體的綜合性項目,通過BIM技術的應用,能夠搜集工程項目全生命周期內各個施工階段的數據信息,進而解決信息與信息之間的溝通與協調問題,為勘察工作奠定基礎。
4.水利工程勘察中BIM技術的應用
勘察是水利工程項目建設的基礎和重要環節,而現有的工程勘察依然借助的是傳統的二維CAD模型構建,并以柱狀圖、鉆孔平面信息、表格以及刨面圖等的方式作為項目建設的理論依據,這也是導致施工人員對信息獲得不夠形象和具體的重要因素。以下筆者重點從BIM角度出發,就水利工程勘察中BIM技術的應用實踐進行探討。
4.1數字地形三維建??辈?/p>
BIM技術準確反映了工程項目在靜態和動態狀態下的時空信息的三維數據模型,三維數據模型是GIS中的一項基本功能,為技術人員模擬出更加真實與高質的數據模型,促進工程項目勘察工作可視化目標的實現。同時,BIM技術還實現了空間布局的分析與操作,通過BIM技術構建出數字地形三維建模。其中,數字地形三維建模有多種構造方式,比如不規則的三角網絡模型、規則的網格模型等。但無論任何一種模型都充分體現出了項目所在區域內地形的高程變化情況,還可以在地形復雜的環境中使用。
4.2動態實體三維模型勘察
水利工程項目的地質條件和自然環境是復雜多變的,所以動態實體三維模型勘察顯得尤為重要。(1)模型的建立需要將三維實體模型分成不同的塊,最終通過BIM技術將再將二維平面布置圖分割成眾多的小塊,此時不同的塊與塊之間既相互獨立又相互聯系。比如在工程項目的外業勘察過程中,通過利用BIM技術直接繪制出工程項目的三維實體圖樣,最終構建出整個工程項目的三維實體模型。(2)充分利用BIM中的仿真技術,將三維立體模型融入勘察仿真系統中,以此真正實現動態模型下的勘察工作,這樣既提高了勘察工作的效率,又提高了勘察工作的質量。
4.3數字模型方面勘察
在水利工程勘察中,最基礎和最重要的工作內容就是數字地形模型信息的獲取,數字地形模型信息采用了BIM技術軟件進行建模,能為工程項目中各項資源的配置和施工作業提供活動場所??偟膩碚f,BIM技術在水利工程項目勘察工作中的應用,可實現數字模型三維立體化,較傳統的地質勘察成果而言,勘察效果更加顯而易見。
水利工程的起源范文5
從空中鳥瞰廣裹的吐魯番大地,巍巍雪山環繞盆地四周,中間橫亙著名聞遐邇的火焰山,艾丁湖猶如銀光閃爍的月亮寶石鑲嵌在盆地中央。在山與湖之間,矗立著一條條蜿蜒交錯、星羅棋布的土堆,似一部交響樂的五線譜,這就是吐魯番大地的音符――坎兒井,那清澈的生命之水,從古流到夸,哺育了世世代代的火洲人民。
世界上最大的地下水利灌溉系統
吐魯番盆地地處我國干旱區域,極端最高氣溫49,60C,8級以上的大風每年在100天以上:年均降水量2,9毫米,年均蒸發量卻高達2844,9毫米,素有“火洲”和“風庫”之稱。
氣候極其干燥的吐魯番很久以前就出現大片的綠洲,這里繁榮的奧秘之一就是在吐魯番盆地分布著類似人體血脈的坎兒井群。吐魯番盆地北部的博格達山和西部的喀拉烏成山有許多現代冰川,春季雪融化了,水從山頂直瀉而下,夏季由于山高,攔截了高空水汽,常形成山區地帶大雨或暴雨。這里山地地面植被稀少,大多為基巖,雨水在地表很快形成徑流,向吐魯番鹽地中心輸送。進入戈壁礫石帶后,由于礫石透水性強,一些河流50%的水流入地下,有的甚至全部滲入地下,在盆地北、西邊緣形成一個巨大的潛水帶。古代吐魯番盆地的人利用豐富的地下水和地形的坡度,巧妙地創造了坎兒井,把滲入地下的雪水雨水不用任何動力引出地面,形成了常年不斷的自流水,水質礦化度低。水在地下流動,蒸發損失少、水量穩定、不易被風沙埋沒,非常適合人畜飲用,還可以灌溉農田。
驅車行進在吐魯番盆地的戈壁灘上,那一座座、一排排的小土堆,錯落有序地伸向綠洲深處,那下面就是馳名中外的吐魯番坎兒井。新疆有坎兒井1700多條,主要分布在吐魯番盆地及哈密地區,總流量約為26立方米/秒,灌溉面積有50多萬畝土地。貫通吐魯番地下血脈的坎兒井有史可查的有1100多條,現存725條,年徑流量近3億立方米,超過了火焰山水系的總徑流量:總長度近5000公里,幾乎接近黃河的長度,是世界上最大的地下水利灌溉系統之一?,F存的坎兒井多為清代以來陸續修建,如今仍澆灌著吐魯番的綠洲良田,生產出馳名中外的葡萄、糧食、哈密瓜等。中外不少學者把新疆的坎兒井喻為“地下長城”,與橫亙東西的萬里長城、縱貫南北的大運河并稱為中國古代三大工程。
吐魯番的坎兒井主要由豎井、地下暗渠、地上明渠、澇壩(蓄水池)組成。它是一項利用北高南低的地勢,不需動力而將地下水引出地表的地下水利工程。豎井是為開挖暗渠、運送沙石及通風用的。從豎井、暗渠內運出的土,堆于豎井口四周,形成大小不等的土堆,防止雨水和洪水流入坎兒井內,保護了坎兒井的安全運行。豎井間距疏密不等,上游比下游間距長,一般間距30~50米,靠近明渠處為10~20米。豎井最深的可達90米以上,從上游至下游由深變淺。暗渠是主體,也就是地下河道,一般高1.7米,寬1.2米,長3~5公里,暗渠前部分為集水段,位于當地地下水位以下,起截引地下水的作用;后部分為輸水段,在地下水位以上。由于坎兒井暗渠坡度小于地面坡度,可以把地下水自流引出地表。吐魯番地區最長的暗渠達25公里,短的僅一二百米。明渠就是地面的導流渠,連接暗渠出水口(俗稱龍口)至蓄水池的輸水渠道,將水引入澇壩或直接澆灌田地。澇壩,又稱蓄水池,是坎兒井途經明渠后,存儲坎兒井水的池塘,用以調節生活、灌溉農田。澇壩面積不等,以600~1300平方米為多,水深在1.5~2米。澇壩的大小,決定于坎兒井水量的大小。
近年來,越來越多的學者認識到,坎兒井不僅是一項偉大的水利工程,更是一座人文景觀,蘊含著極為深厚的文化底蘊。正是因為坎兒井的這一偉大的創造,在吐魯番、哈密這些干旱酷熱地區生活的各族人民,才得以繁衍生息,才滋養出綠洲文化,推動了世界四大文化的交匯融合。
坎兒井的起源
吐魯番的坎兒井起源于何時何地?歷史文獻中沒有明確記載,學術界眾說紛紜未有定論,但主要有三種意見一是起源于漢代的井渠:二是源于古代波斯(現伊朗):三是當地人民在長期勞動生活中創造出來的。
來源于漢代中原的井渠說,代表人物是王國維:“今新疆南北路,通鑿井取水。吐魯番有卡兒者,乃穿井若干,與地下相通以行水。伯希和教授以為與波斯之地下水道相似,疑此法自波斯傳來,余謂此中國舊法也。”依據是《史記?河渠書》。在西漢武帝統治時期,有上萬人奉旨挖渠,目的是引洛河之水澆灌大荔縣的土地。引水過商顏山時,其渠岸經常崩塌,后來有人想出辦法,即打井,井與井相通,才解決了問題。王氏還引用了《大宛列傳》中的資料“宛城中無井,汲城外流水。又云,宛城新的秦人知穿井。是穿井為秦人所教,西域本無此法,及漢通西域,以塞外乏水,且沙土山崩,故以井渠法旋之塞下?!币簿褪钦f,坎兒井是漢代時期中原人發明使用的產物。
坎兒井來源于波斯(現伊朗)說,依據是波斯是擁有坎兒井最多的國家,歷史已有2000多年??矁壕请S著伊斯蘭教的傳播而進入新疆的。因新疆地名中有個“波斯坎”,而后經過考察,“波斯坎”在新疆澤普縣,恰逢地處葉爾羌河旁邊,境內水資源豐富,水位又高,無須掏挖坎兒井取水。另有一說,是巴基斯坦、阿富汗、土耳其和蘇聯都把坎兒井叫做“kariz”,故坎兒井是波斯流傳過來的。但是,又有專家提出,在最早的波斯語中,坎兒井的叫法不是“kariz”,所以坎兒井是否由波斯流傳而來的說法也屬于論據不足。
坎兒井來源于新疆當地人民創造說,依據是吐魯番盆地夏季高溫炎熱,年均降水量僅約20毫米,如果沒有人工灌溉,完全不能耕種。修筑明渠引用天山之水,不僅工程巨大,而且接近3000毫米的蒸發量將使大部分引用水消失殆盡。只有修建暗渠才可以引來地下潛流。再者,新疆人早就有掏泉引水的經驗。所以,坎兒井其實是掏泉演變而來的。根據是吐魯番阿斯塔那第20號墓出土的文書《唐顯慶四年(公元659年)白僧定貸麥契》:“顯慶四年十二月廿一日,祟化鄉人白僧定,于武城鄉王才歡邊,通取小麥肆升(斛),將五年馬地口分田部一畝,夏六年胡麻井部田一畝?!睋<彝茰y,當時用于灌溉的胡麻井就是現在的坎兒井。據吐魯番出土文書記載,唐貞觀二十二年(即公元648年)在吐魯番地區曾設專門的水利機構“掏拓所”,其主管官吏謂“掏拓使”,可能為專門管理和掏挖坎兒井的機構。據此推斷,吐魯番地區的坎兒井可能追溯到1200年以前的唐代甚至更-早。
無論是起源于漢代中原說、伊朗外來說,還是當地人民創造說,有一點是毋庸置疑的,那就是最早有文獻記載的坎兒井在吐魯番。
林則徐、左宗棠與坎兒井
史料證明,第一個確切而又詳細記載吐魯番坎兒井者為林則徐。清道光二十五年(公元1845年),林則徐遣戍伊犁途中,在距吐魯番約40公里處看到坎兒井,此后便大力推廣。這在他的日記《乙已日記》 中記錄得十分明確:“道光二十五年(公元1845年)正月十九日……二十里許,見沿途多土坑,詢其名曰卡井,能引水橫流者,由南而北,漸引漸高,水從土中穿穴而行,誠不可思議之事。此處田土膏腴,歲產木棉無算,皆卡井水利為之也。”林則徐還察看了當時的坎兒井,教人們拓寬和延伸坎兒井,增加了水量。這一時期前后,鄯善的七克臺和其他地方也新挖了坎兒井。眾民得益,以后吐魯番人稱坎兒井“林公井”、“皇家坎”,這一帶也有“林公坎兒”之稱。
和他一同復勘的當時的喀喇沙爾辦事大臣全慶在籌劃伊拉里克開墾事宜的《經久章程》中寫道“查吐魯番境內地畝多系掘井取泉以盜澆灌,名目‘卡井’……其利甚至,其法頗奇,詢為關內外所僅見。此次墾地不無高卑之田,難令渠水上,應聽該戶于鹽鹵空間之處自行出入挖井?!边@段文字一是說明坎兒井值得推廣,另外也說明坎兒井澆灌“高阜之田”的重要作用。
在林則徐到新疆辦水利之前,坎兒井僅限于吐魯番盆地,推廣到伊拉里克等地又增開60余處。這些成就的取得,與林則徐的努力是分不開的。
還有一次在新疆興建坎兒井的是在光緒六年(公元1880年)左宗棠進兵新疆以后。光緒九年(公元1883年)建新疆行省,號召軍民大興水利。在吐魯番修建坎兒井近200處,在鄯善、庫車、哈密等地新建不少坎兒井,并進一步擴展到天山以北的奇臺、阜康、巴里坤和昆侖山北麓皮山等地。
坎兒井的生存危機
坎兒井是吐魯番的生命之泉,吸引了大批領略“火洲”景觀的游客,凡來吐魯番的中外賓客,無不一睹坎兒井的風采,無不為新疆古代人民的聰明智慧和工程的浩大而嘆服:沒有坎兒井就沒有吐魯番,沒有坎兒井就沒有吐魯番的文明。
但隨著社會經濟飛速發展,吐魯番盆地的人口劇增,開發土地、建城修田,人們對水的需求量與日劇增。坎兒井水已遠遠不能滿足吐魯番盆地人民生產和生活的需要,于是打機井成為一種快捷而又經濟的用水方式之一。目前,機井采用地下水量已大大超過坎兒井水,使得吐魯番盆地的地下就像巨大的篩子,密布的機井幾乎吞噬了吐魯番地區總徑流量的大部分。吐魯番的地下水位急劇下降,位于地下水位以上的坎兒井因此斷水,原來四五十米深的井現已干涸。人們又往更深的地層打井,農田中處處可見小機房在抽水,而坎兒井水漸漸斷流。據統計,截至2006年,吐魯番地區坎兒井總數為1091條,現在常年有水的只有331條,760條坎兒井已經干涸,年徑流量只有2.1億立方米,總灌溉面積13.23萬畝,占吐魯番地區的22.3%。由于水資源的匱乏,吐魯番地區未來耕地和林果面積將受到制約。在漫長的農耕經濟時代,一條坎兒井就決定了一個村落的人能否存活。正是這樣一份深入到血肉之中的牽連,讓當地老百姓對坎兒井的命運倍感憂慮。
坎兒井是吐魯番水利工程的重要組成部分,也是我國古代勞動人民留下來的文化古跡。作為華夏少數民族祖先智慧與創造結晶的坎兒井,如果再不及時搶救,它們也會像一些文明古跡一樣,最終從人們的視線中消失。
保護文化遺產傳承人類文明
水利工程的起源范文6
關鍵詞:鉆孔爆破;導管法;深水施工;控制措施
Abstract:Along with our country stable and rapid economic development, water conservancy and hydropower as the foundation of the national economy energy industries, throughout the large and medium-sized water conservancy project construction also entered quicken in the round period, the field of blasting construction technology and method of the study on water conservancy project in promoting technological progress and independent innovation plays an irreplaceable important role. In this paper, the author briefly introduced China's Deepwater Drilling and blasting construction technology and control measures of the development status and problems, combined with the actual case summed up water conservancy project in deepwater drilling and blasting construction and control techniques, finally in the existing cases of successful projects construction model based on some constructive measures to optimize.
Key words: drilling blasting; catheterization; deep water construction; control measures
中圖分類號: TU751.9文獻標識碼:A文章編號:
概述
理論上爆破工程的最早起源地就在千余年前的中華大地黃河流域,也就是歷史上的黑火藥時代,大約是11到13世紀,黑火藥逐步傳入西方歐洲國家。隨后的17世紀,更強效的黑火藥開始用于礦石開采、水利工程,開啟延續至今的了礦山、疏浚爆破工程的繁盛篇章。歷經兩百多年滄桑,從工業革命到原子彈的研發,工程技術領域日新月異,其中爆破行業在全球范圍內也有了令人贊嘆的長足發展,其主要標志為:微差爆破技術、導爆管起爆、乳化油炸藥、靜態爆破、控制爆破等技術的發展與成熟。然而21世紀是人類發展和地球環境的矛盾日益激烈的世紀,對湖泊、河流乃至海洋的科學開發利用已經成為社會生活、經濟發展中的一個十分敏感的問題,并隨著工程技術研究和實踐的進一步深入,對水下爆破工程項目的質量要求也越來越高。目前各種大型工程爆破企業,向全球各大水利工程開發商或者水下資源開采商提供的爆破施工和控制服務,存在一定質量和安全問題,面對復雜多變的深水環境,施工控制上的偏差常常會導致施工人員的安全事故或者不必要的國家財產損失,例如澳大利亞某爆破集團公司,就曾因水下施工爆破不當引發湖底巖體滑坡事故,坍塌的土石方約三千立方米,牽動環湖高速公路斷裂,造成高速交通中斷,造成數名人員傷亡和重大經濟損失。
隨著我國新能源開發和利用及水利基礎設施建設需求的發展,水下鉆孔爆破技術已廣泛用于水利水電、交通、航道、港口、油氣管道、鐵道橋梁、地質地震勘探、水下清淤、除障以及防護工程等諸多工程領域,尤其是深水鉆孔爆破技術、水下軟基爆理技術、水底炸礁技術、水下巖塞安全爆破技術、水下管線埋設遠程爆破技術、水下勘測爆破技術以及擋水圍堰爆破技術等方面也有了較快的發展,完成了許多舉世矚目的成功爆破案例,同時也積累了許多失敗工程的經驗、教訓,這些都對深水鉆孔爆破施工及控制的專業技術理論研究起到了推動作用。本文主要探討的“深水鉆孔爆破”指的是是通過作業船舶或者水上工程基地的指揮和監控,利用電動鉆具和導管,穿過水層對爆破區域內的深水巖石進行布孔、鉆孔、引導裝藥,并在船舶或基地平臺上進行堵塞、起爆等作業,完成爆破開挖的一種施工方法,并通過對我國深水鉆孔爆破施工技術現狀和問題分析,提出一些行之有效的預防措施,并將其信息反饋到爆破工程的施工組織與監督控制全過程中,為避免爆破工程施工中意外事故的發生提供了客觀有效的理論指導,起到了提高深水鉆孔爆破施工準確性、安全性的作用。
我國深水鉆孔爆破施工技術現狀和問題
我國爆破技術或者說爆破行業在近三十年來的發展和進步是有目共睹的,據統計每年傳統礦用炸藥消耗量已超過300萬噸,并逐年以接近10%的速度增長,自2005年起至今,平均每年爆破工程行業總產值約為1300到1500億元人民幣。其中多項專業技術已經達到了世界領先水平,有些技術還屬于創新專利,獲得了國際認證。也就是說近一個世紀以來,我們一直在學習、追趕西方爆破工程技術,至今已取得了卓越的成就。這是目前我國爆破工程的總體發展概況,具體來說爆破行業按照施工作業的不同形式又有細分,主要包括以下幾個類別:露天淺孔爆破、露天深孔爆破、藥壺爆破、地下采掘爆破、井下爆破、硐室爆破、水下爆破、特種爆破和拆除爆破等等。
深水鉆孔爆破的方法是水下工程爆破施工中應用范圍最為廣泛的一種形式,其作用包括破碎水下巖層、暗礁、大孤石,也可以用來加深、整治航道、港口、水底基礎;引水渠預留的巖塞、巖層,炸通水下建筑物的取水口;拆除水下廢棄或臨時的大型、厚壁實體結構物;解體水下障礙物以便打撈及清除等。目前深水爆破技術在內河、沿海各類工程中均已推廣使用,成為了涉及到水下工程建設的主要爆破作業方式。
深水爆破技術的在水利工程中的作用是顯而易見的,但隨著施工技術更深、更廣的應用,水下鉆孔爆破施工的作業環境也會更加復雜和困難,既受海潮涌浪、水面風浪、河流水位、泥沙運動、水流速度等地理和氣候因素的影響,又因為爆破介質處于全面水飽和狀態并受水層壓力和流動阻力雙重物理作用,在爆破作用機理和現場施工技術上都有別于陸地爆破,其作業困難和阻力更大、意外事故風險也更為突出,因此,現在人們對深水鉆孔爆破施工及控制技術也提出了更高的安全要求。目前針對水下鉆孔爆破的基本原理和施工工藝流程,筆者根據多年從事爆破行業的實踐經驗總結出以下若干技術問題,主要分為四個方面,一是鉆爆船定位失準問題,二是鉆爆參數設置不合理,三是藥包和起爆體加工質量和設備操作問題;四是起爆方法的選擇問題。只有準確的定位、布孔,合理的鉆爆參數確定,正確的鉆孔設備操作和過硬的藥包質量,加之科學的起爆方法才能保證爆破工程順利、安全的完成。然而這些過程中許多施工細節都要根據前人的經驗總結,沒有系統的理論介紹,特別是超深水鉆爆參數的確定。只有克服了這些困難,積極解決施工中出現的技術問題,深水鉆孔爆破技術才能發揮其自身的巨大優勢,在未來的水利工程項目中起到應有的作用。
深水鉆孔爆破工程施工控制要點和措施
鑒于深水環境溫度、能見度低,潮汐流速快,水底地形復雜等因素,鉆孔爆破工程難度較之露天陸地或者礦山井下的施工難度都要大很多。加之要考慮爆破完成后石塊、巖渣、泥土在深水中難以控制和清理,所以必須在施工籌備前期就統籌考慮,準確把握施工控制要點,因地制宜的采取科學有效的技術優化措施,落實到爆破全程各個環節,保證工程的安全和質量。
鉆孔船的準確定位:鉆孔設備的控制是依靠錨纜和樁定位的鉆機船,現實工程中為便于其準確移船和定位,同時又要確保臨近航道的正常通航,應在水流上游拋“倒八字”錨。水面通航一側連接錨鏈下沉,直至有足夠的水深過船,這樣就可做到施工、通航兩不誤。另外還要注意鉆爆區雷達信號圖完整,以縮短移船定位爆破時間,提高施工工效。
深水鉆孔施工操作要點在于:鉆進過程中因受水流、潮汐、風浪等未知因素的影響,一旦船體的位移量過大,就會出現鉆進過程中導管和鉆具傾斜、折斷及丟失等現象,現場施工過程中應保證實時監控,加強水陸聯系。在鉆具選擇方面,目前國內廣泛采用高性能的風動鉆具,其省時省力,安全可靠的特點基本符合大部分水下爆破工程的施工要求。開機鉆進時,常會遇到巖層或卵石層的阻礙,可用高壓強風沖走,保證鉆進深度達到設計要求。
水下布孔和導管裝藥時,應檢查套管長度和液壓升降裝置與套管的連接是否合理、正確。完成送藥后,應及時撤出送藥桿、導管、導線、浮筒等工具。
起爆方法的選擇與起爆網路的控制要點。常見的深水爆破工程采用過電雷管和非電導爆管兩種起爆方法。采用電爆網路時為保證其準爆性,應檢查線路聯接整體性;采用非電起爆方法時,由于起爆網路內的傳爆主要依靠平衡狀態的內管道效應完成導爆功能,因此具有較好的抗沖擊性,優良的抗靜電和雜散電流性,傳爆過程中對外界無任何破壞作用、不怕明火等優勢。施工時應注意爆破網路連接的設計順序。
深水鉆孔爆破沖擊力的控制措施。對于深水爆破的沖擊波會對水中生態系統以及濱水構筑物帶來很強的破壞效應的問題,許多國家都做了相關研究,并提出了一些技術優化措施。由于深水爆破沖擊力對水中生物,特別是魚類的傷害與峰值壓力和能量密度有密切的關系,而對濱水道路路基、建筑、構筑物的破壞則取決于沖擊荷載引起的共振效應,目前主要推廣的技術優化措施有微差爆破和氣泡帷幕技術,主要是通過調整脈沖時間和設置產生大量氣泡的裝置進行爆破沖擊控制。
結論
回顧水下爆破工程的發展軌跡和歷史成就,不難發現西方國家的運河、海洋工程開發速度之所以如此迅猛,深水鉆孔爆破技術的研究和創新在其中起了很大的作用。而深水爆破的施工與控制已成為水利工程、海洋工程在新世紀的發展方向和研究課題。改革開放三十多年來,在我國各項疏通航道、修筑堤壩、開挖運河等水利工程中,深水鉆孔爆破技術的應用越來越廣泛,并隨著理論研究和設備更新,顯示出巨大的發展前景。
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